[發(fā)明專(zhuān)利]一種確定承載力特征值fak與壓縮模量Esi關(guān)系的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410105195.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104018483A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小章;陳定安
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D1/00
• 分類(lèi)號(hào): E02D1/00
• 代理公司: 武漢金堂專(zhuān)利事務(wù)所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、地基土檢測(cè)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種確定承載力特征值fak與壓縮模量Esi關(guān)系的方法。

背景技術(shù)

地基土承載力特征值f_ak指由載荷試驗(yàn)測(cè)定的地基土壓力變形曲線(xiàn)線(xiàn)性變形內(nèi)規(guī)定的變形所對(duì)應(yīng)的壓力值，其最大值為比例界限值。也可以這么說(shuō)：建筑地基所允許的基礎(chǔ)最大壓力，基礎(chǔ)給地基施加的壓力如果大于該值，可能會(huì)發(fā)生過(guò)大變形，因此引出變形指標(biāo)壓縮模量Es，壓縮模量是在完全側(cè)限的條件下，土的豎向應(yīng)力變化量與其相應(yīng)的豎向應(yīng)變變化量的比，稱(chēng)為土的壓縮模量，用Esi表示。依據(jù)其定義，他們均是變化的量，地基隨著壓力的增加其地基土逐漸壓密，如圖1，Pc拐點(diǎn)出現(xiàn)之前，P-s曲線(xiàn)為直線(xiàn)，其壓縮模量是逐漸增大的一個(gè)過(guò)程。地基土千差萬(wàn)別，特性各不相同，其承載力變化較大，研究它的變化過(guò)程太復(fù)雜了，我們專(zhuān)利成果只研究了Pc拐點(diǎn)（承載力特征值最大點(diǎn)）以前變化與壓縮模量之間的關(guān)系。

靜載試驗(yàn)的第一階段為地基土的壓密階段，曲線(xiàn)多為直線(xiàn)變形階段，在發(fā)生拐點(diǎn)時(shí)相對(duì)的是最大承載力特征值，我們主要研究的是這第一階段承載力特征值與壓縮模量之間的關(guān)系，研究的是拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的承載力特征值f_ak與壓縮模量的關(guān)系式。

地基土承載力特征值f_ak是工程勘察必須確定的重要指標(biāo)，其常用的方法是根據(jù)工程的重要程度采用不同的方法確定。壓縮模量E_s1-2一般是根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)確定，巖土工程勘察報(bào)告是綜合其他各種因素最終給定一數(shù)值。然而，我們提供的勘察資料中常常是地基土承載力特征值f_ak與壓縮模量E_s1-2兩者不能匹配，常常是一大一小，與土的性質(zhì)不相符合。如何提交出地基土承載力特征值f_ak與壓縮模量E_s1-2相匹配的數(shù)值，是目前巖土工程勘察急需解決的問(wèn)題。同時(shí)，我們?cè)诘鼗幚頃r(shí)，常常只能確定承載力特征值f_ak，室內(nèi)試驗(yàn)無(wú)法確定壓縮模量E_si，給沉降計(jì)算造成了比較大的困難，如果能研究出他們之間的關(guān)系式，就可以通過(guò)計(jì)算確定壓縮模量E_si。

因此，如何建立承載力特征值f_ak與壓縮模量E_si的關(guān)系式，確定巖土參數(shù)f_ak、E_si的合理取值及取值可靠性，已成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是研究一種確定巖土參數(shù)f_ak、E_si的合理取值及取值可靠性的一種確定承載力特征值fak與壓縮模量Esi關(guān)系的方法。

本發(fā)明一種確定承載力特征值fak與壓縮模量Esi關(guān)系的方法，其步驟如下：

①、根據(jù)1801年福斯提出假定和基礎(chǔ)梁與地基的關(guān)系，以及1867年，捷克工程師E·文克勒（winkLer）提出的假設(shè)：基礎(chǔ)底面任何一點(diǎn)的基底壓力P與該點(diǎn)的沉降成正比，即P=K·S，式中比例系數(shù)K稱(chēng)為基床系數(shù)（基地反力系數(shù)），其單位為MPa/m，P為地基土所受的壓力，單位是MPa，S為地基的變形，單位是m；由此可以看出，K值與地基土的類(lèi)別、巖土性狀和結(jié)構(gòu)，風(fēng)化程度與其物理力學(xué)特性有關(guān)，并隨基礎(chǔ)形狀、埋深、截面積及受力狀況不同而不同；其中P即是相當(dāng)與我們現(xiàn)在地基土承載力特征值f_ak；

即：f_ak=K·S????(1)

②、在2010年研究了基床系數(shù)的試驗(yàn)方法和與壓縮模量的關(guān)系，得出如下關(guān)系式：

K＝4.25(1-K₀²)Es????(2)

壓縮模量取值，當(dāng)自重加附加應(yīng)力不大于200kPa時(shí)，取100-200kPa段壓縮模量；當(dāng)自重加附加應(yīng)力大于200kPa時(shí)取自重到附加應(yīng)力段的壓縮模量值；

建立公式K＝4.25(1-K₀²)Es公式，其是引入壓縮模與變形模之間的關(guān)系推導(dǎo)出的純理論計(jì)算式。式子推導(dǎo)中使用了K₃₀載荷試驗(yàn)變形模量理論計(jì)算式及相關(guān)參數(shù)，用公式(2)計(jì)算結(jié)果為基準(zhǔn)基床系數(shù)。從公式(2)中可以看出當(dāng)靜止側(cè)壓力系數(shù)大于等于1時(shí)，公式(2)沒(méi)意義。一般情況下，正常固結(jié)土靜止側(cè)壓力系數(shù)是一個(gè)小于1的土性參數(shù)，但當(dāng)土體處于嚴(yán)重超固結(jié)時(shí)，其靜止側(cè)壓力系數(shù)有可能大于等于1，說(shuō)明公式(2)不適用于嚴(yán)重超固結(jié)土；